第七章.ppt-化工.ppt

7.1.1 工作电池 在电位分析中，把电极电位随待测组分浓度变化而变化的电极称为指示电极。电位分析是通过测量工作电池的电动势来分析待测物质含量的分析方法。直接电位法是将指示电极与参比电极浸入待测试液中，通过测定这个工作电池的电动势求出待测组分含量。电位滴定法是将指示电极与参比电极置于滴定分析的滴定池中，测量滴定过程中的电位突变，以确定滴定分析的终点。 7.1.2 参比电极 7.1.2.1 甘汞电极 甘汞电极由汞、甘汞(Hg2Cl2)和氯化钾溶液组成，其构造如图7-1(a)所示。其电极反应为： 7.1.2 参比电极 7.1.2.2 银-氯化银电极 该电极是在银丝上镀一层AgCl，并浸入一定浓度的KCl溶液中构成，其电极反应为： 7.1.3 指示电极 7.1.3.1 金属-金属离子电极 该电极是将金属丝浸入含有这种金属离子的溶液中，其电极电位能准确地反映出溶液中金属离子的浓度。 7.1.3 指示电极 7.1.3.2 惰性金属或石墨碳电极 该类电极是将惰性导体材料铂、金或石墨碳棒放入含同一元素不同氧化态的两种离子的溶液中，电极作为导体协助电子的转移，自身不参与电化学反应。 7.1.3 指示电极 7.1.3.3 膜电极(离子选择性电极) 此类电极一般由薄膜、内参比电极和内参比溶液构成。基于薄膜种类和成分不同，可以制成测定各种不同离子的电极，故又称为离子选择性电极。 7.1.3 指示电极 图7-1 7.1.4 测量仪器 由于多数膜电极自身的电阻很大(玻璃膜电极内阻达50～500MΩ)，必须使用带有电子放大器的高输入阻抗电位差计，才能准确测出工作电池的电动势。 高阻电位差计 酸度计（或称pH计） 离子计（或称pX计） 7.1.4 测量仪器 现以pHS-3F型酸度计为例，介绍仪器各部件的作用。 mV-pH按键开关 供选择仪器测量功能。 “温度”调节器 用于补偿溶液温度对pH测量的影响。 “定位”调节器 用于校准pH显示值。 “斜率”调节器 用于补偿电极的能斯特响应斜率。 7.1.4 测量仪器 图7-3 7.2.1 测定水溶液的pH 直接电位法测定水溶液的pH，是以pH玻璃电极为指示电极，以饱和甘汞电极(SCE)为参比电极，浸入试液构成工作电池，按图7-4组成测定装置。此工作电池的电动势为： 7.2.1 测定水溶液的pH 图7-4 7.2.1 测定水溶液的pH 采用标准缓冲溶液校准仪器的方法测定溶液pH的具体操作步骤如下： 接通电源，安装仪器。 将酸度计的功能选择按键置于“pH”位置，将“温度”调节器拨至溶液温度值(预先用水银温度计测量溶液温度)。将“斜率”调节器右旋到头。 将电极浸入第一种标准缓冲溶液中(如邻苯二甲酸氢钾溶液)，调节“定位”使仪表显示该温度下的标准pH(20℃时pH为4-01)。 7.2.1 测定水溶液的pH 移开第一种标准缓冲溶液，冲洗电极，用滤纸吸干。 按第③步重复第一种标准缓冲溶液的测定。 定位完成后，冲洗、吸干电极，把这套电极浸入待测试液中，这时仪表显示值即为试液pH(见实验21)。 7.2.2 测定其他离子的含量 直接电位法测定除H+以外的其他离子时，原则上也是采用图7-4的测定装置，只需将指示电极换成相应的离子选择性电极。例如，测定地下水中的F-含量，可用氟离子选择性电极作指示电极，以饱和甘汞电极作参比电极组成工作电池。可以推导出该工作电池的电动势为 7.2.2 测定其他离子的含量 图7-5 7.3.1 仪器装置和操作 电位滴定是利用滴定过程中指示电极电位的突跃来确定滴定终点到达的一种电化学方法。 7.3.1 仪器装置和操作 图7-6 7.3.2 滴定终点的确定 7.3.2.1 图解法 对于滴定突跃不十分明显的体系，利用EV曲线确定滴定终点误差较大。这种情况可绘制ΔE1-V曲线。 7.3.2 滴定终点的确定 图7-7 7.3.2 滴定终点的确定 7.3.2.2 计算法 7.3.2 滴定终点的确定 7.3.2.3 自动电位滴定 手动电位滴定需用作图或计算方法确定滴定终点，费时麻烦。为了解决这一问题，发展了自动电位滴定。自动电位滴定仪器有两种类型：一类是通过电子单元控制滴定的电磁阀，使其在电位突跃最大的一点自动终止滴定；另一类是利用仪器自动控制加入滴定剂，并自动记录滴定曲线，然后按手动电位滴定中的终点确定方法来确定滴定终点Vep。 7.4.1 电导率和摩尔电导率 在一定温度下，一定浓度的电解质溶液的电阻(R)与电极间距离(l)成正比，与电极面积(A)成反比，比例系数(ρ)为电阻率，即 7.4.1 电导率和摩尔电导率 为了比